亮眼！同济再获新发现

近日，物理科学与工程学院任捷团队的研究成果发表于国际著名学术期刊《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）。该成果探究了弹性波导结构中弹性波的自旋轨道相互作用。

当粒子或者波运动时，轨道自由度和自旋自由度会相互影响。举个不太严谨的例子：骑手骑行的速度是轨道自由度，骑手身体倾斜的角度是自旋自由度。在弯道中，骑手的速度越快，倾斜角度也要越大，这就是一种“自旋”和“轨道”自由度相互作用的体现。

具体到弹性波：在直波导中，弹性波的“骑行速度”的快慢和“倾斜角度”无关。而在螺旋形状的弹性波导中相较于直波导，螺旋形状的弹性波导变“挑剔”了：就像骑手“过弯”必须向着内圈方向“压弯”一样，弹性波为了通过左/右手螺旋的波导只能携带负/正自旋。

弹性波和声子在片上固体器件中发挥着不可忽视的作用。因此，该研究不光拓展了我们对弹性波的理解，也有望为弹性波和声子参与的自旋调控器件提供新的设计思路。近期，学校又有一批来自医学、生命科学、物理、化学、材料等领域的重要研究成果相继发表于国际权威学术期刊，

在传统认知里，胆碱能系统存在于神经系统，主要负责维持正常的认知、情绪和运动功能等，而它的缺陷则与神经退行性疾病（例如阿尔茨海默病和帕金森病等）和精神疾病（例如精神分裂症、焦虑和抑郁等）相关。

近日，同济大学陈义汉院士团队相关研究成果发表于《欧洲心脏杂志》（European Heart Journal）。该研究揭示了心脏内源性胆碱能系统可以通过乙酰胆碱诱发心室心肌细胞产生内向电流，增强心室心肌细胞的可兴奋性，最终加快电脉冲在心室心肌细胞之间的电传导。由此证明胆碱能系统可以控制心室电活动的两大基石——可兴奋性和可传导性。进一步研究发现，该系统关键元件的缺陷可导致室性心动过速、心室扑动和心室颤动等致命性心律失常。这一发现揭示了新的心电控制理论和新的心律失常发病原理，为心律失常防治领域带来了潜在的干预靶点，开辟了心律失常研究领域的新方向。

DNA-RNA三链体是双链DNA与单链RNA相互作用形成的异源三链杂交体，在DNA-RNA三链体形成过程中，单链RNA与富含嘌呤的双链DNA通过碱基互补配对，利用Hoogsteen氢键形成并维持三链体的稳定性。阐明DNA-lncRNA三链体如何形成又如何调控肿瘤发生发展具有十分重要科学意义和潜在临床价值。

近日，生命科学与技术学院张赫团队在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表了最新研究成果。该研究率先揭示了肽基脯氨酰异构酶A（PPIA）指导的DNA-lncRNA三链体“招募促癌”机制，首次提出了异构酶辅助DNA-RNA杂交体形成的创新概念，为靶向异常的DNA-lncRNA三链体探索潜在肿瘤治疗靶点提供了新认识。

虽然高熵合金（HEA）催化剂因其结构的复杂性似乎有可能打破线性比例关系（LSRs），但多个主成分之间的性能加权平均实际上使其偏离LSRs所施加的对称依赖性具有挑战性。

近日，物理科学与工程学院高国华及其合作者的研究成果在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表。该研究开发了一种“表面熵减”方法，实现了对原子排列的精确控制，从而扩大扩展了已知HEA催化剂所占据的化学空间及其潜在的应用场景。

硅纳米线因其在微电子装置、传感器、光伏器件及锂离子电池中的广阔应用前景而备受瞩目。然而，目前的硅纳米线制备方法仍存在诸多局限性。

近日，物理科学与工程学院包志豪、高国华及其合作者的研究成果在《纳米能源》（Nano Energy）上发表。该研究成功开发了一种改进的铝还原法，可在较低温度（～250 oC）下直接利用丰富的二氧化硅资源（沙子、硅藻土、稻壳等），实现硅纳米线的可持续制备。

将一个规则图案以位移、旋转或具有略微不同的角度叠加在另一个类似图案上，会产生大规模干涉图案，即莫尔图案。这一有趣的经典现象近二十年来在物理学中获得了极大关注。

近日，物理科学与工程学院王策及其合作者的研究成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。该研究首次提出了利用光晶格中的冷原子来实现三维莫尔材料的具体方案。利用三维莫尔晶格的非阿贝尔特性，可以通过操纵现有的材料来“合成”新材料，并研究不同的晶体对称性如何与原子、光子和电子相互作用。

手性对物质与材料的性质有着深远的影响，在材料科学、信息技术及生命科学等领域内具有至关重要的地位。研究多层次手性的产生、传递、放大及其调控机制，能够为新材料和新结构的设计提供坚实的理论基础。

近日，化学科学与工程学院刘国锋团队研究成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。该研究构建了一种基于吡啶甾醇化合物（PVPCC）与金属离子（Ag+或Al3+）的手性组装体系，揭示了竞争性和连续性组装路径调控超分子组装体手性的动态反转的作用机制，并实现了组装体多态性的循环切换及其圆偏振发光性能的动态调控，为动态手性超分子材料的构建开辟了新的途径。

有机材料因其结构多样性和功能可调性等优点，被视为新型水系锌离子电池极具竞争力的电极材料。目前，亟需开发新型的多重双极活性和高结构稳定性的有机正极材料，进一步提升锌电池性能。

近日，化学科学与工程学院刘明贤团队研究成果发表于《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。该研究从材料的活性位点与微结构设计角度出发，提出了多氮杂环供体-受体自组装构筑双极性有机超结构材料的新方法，促进了低反应能垒的Zn2+/OTF−相反离子交替配位，揭示了n型亚胺和p型叔氮协同氧化还原电荷存储机制，有效解决了当前双极型有机材料存在的问题，构建了高能量密度和长循环寿命的锌电池。

此外，团队另一项研究成果发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)，揭示了羧基调控的氮杂环有机正极中羧基/亚胺位点与高动力学的NH4+/H+电荷载体优先配位的氢键化学，解决了亚胺小分子低容量和易溶解的问题，构建了快速和稳定的水系锌-有机电池。发现特殊稳定团簇Bi

原子团簇是指含几个到上千原子组成的通过化学作用凝聚在一起的聚积体，被看作是物质从原子、分子过渡到体相材料的胚胎。铋是一种独特的主族金属，其导电性几乎是所有金属中最低，也最具反磁性。

近日，化学科学与工程学院邢小鹏团队及其合作者的研究成果在线发表于《科学进展》（Science Advances）。该研究发现了一个异常奇特的铋团簇——Bi18-，使其成为继C60/70、Au20、Al13-、B40等之后又一个具有显著化学稳定性、并有望实现宏量制备的单质团簇种类。未来有可能基于Bi笼构建出独特的纳米结构及新的铋同素异形体，这些新结构或具备独特的电子及光学特性。

比率型荧光传感器以其优异的性能在荧光传感器领域受到越来越多的关注。高发光性能的先进材料是研制比例荧光传感器的关键。共价有机框架（covalent organic frameworks ，COFs）由于其大的比表面积和丰富的活性位点而成为荧光传感的优质的候选材料。

近日，化学科学与工程学院闫冰团队在《配位化学评论》（Coordination Chemistry Reviews）发表评论文章，综述了COFs的设计原理，总结了基于COFs的比例荧光传感器的设计思想、传感模式和机理，对开发高性能比例荧光传感器和扩大COFs的应用具有重要意义。

近年来，借鉴含铅PZT基陶瓷中MPB相界处高压电响应的特点，研究人员在KNN基陶瓷中成功构建了多晶型相界（PPB），显著改善了KNN基压电陶瓷的压电系数。如何协同优化压电系数及其温度稳定性是KNN基陶瓷实现更进一步应用的关键问题。

近日，材料科学与工程学院翟继卫教授研究团队研究成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。该研究在KNN基压电陶瓷中创新性地构建了一种具有MPB特征的扩散型PPB相界，用于协同优化压电系数及其温度稳定性，可以促进电偶极子的有效翻转，保证了较高的压电响应。所开发的KNN基织构陶瓷不仅具有较高的压电系数，还呈现出超高的温度稳定性。

此外，团队还选择了具有高居里温度的KNN-BNN作为基础体系，并同样利用第三组分（Bi0.5K0.5）HfO3（BKH）进行化学改性，相关研究成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。所制备的KNN基陶瓷不仅具有高度的织构取向和高的居里温度，而且成功地扩散并降低了TO-T相变温度，最终在室温单四方相KNN基织构陶瓷基质中观察到极性纳米微区（PNRs）的嵌入。

在热力学循环中，利用工作介质的熵变，热机和热泵能够实现热能与其他类型能量之间的转换。直接调控电荷载流子的熵变，对研发高性能热电发电与制冷系统至关重要。

近日，材料科学与工程学院裴艳中团队研究成果在线发表于《自然·材料》（Nature Materials）。该研究成功开发了一种基于YbInCu4新型热电材料的高效Thomson制冷器，在38 K下的深低温区，热电器件的制冷效果使环境温度下降了15%，为固态低温制冷应用开辟了新的可能性，也为热电制冷技术提供了除了提高ZT值之外的性能提升新途径。

此外，团队另一研究成果在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications），揭示了配位环境、电子排布态和电化学性能之间的关系，为高性能可充电电池阴极材料的设计提供了重要理论支撑，为可充电电池能量密度的提高提供了新的策略。